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基于激光距离传感器的机器人最小安全避障距离控制方法
1
作者 黄娜 关正伟 赵辉 《激光杂志》 北大核心 2025年第7期238-243,共6页
视觉距离传感器容易受到光照变化、物体颜色和纹理等因素的干扰,导致距离测量精度降低,致使机器人通过狭窄的障碍物时容易发生碰撞。而激光距离传感器通过发射激光束并测量其反射回来的时间来计算距离,可以有效避免外界干扰,精准计算最... 视觉距离传感器容易受到光照变化、物体颜色和纹理等因素的干扰,导致距离测量精度降低,致使机器人通过狭窄的障碍物时容易发生碰撞。而激光距离传感器通过发射激光束并测量其反射回来的时间来计算距离,可以有效避免外界干扰,精准计算最小安全避障距离。因此,提出基于激光距离传感器的机器人最小安全避障距离控制方法。采用激光距离传感器提取障碍物信息,构建滚动区域持续更新障碍物信息,在复杂环境中实时、精确地识别障碍物。根据障碍物识别结果,计算机器人的质心点,明确运动状态与速度的直接关系。利用球形包围盒以及相交试验构建出避障的最小安全距离指标,计算出存在全部危险源环境的避障位移结果,生成末端执行器位姿运行状态,实现机器人避障最小安全距离控制。实验结果表明,所提方法可将机器人的最小安全距离控制在0.4 m以内,可以保证最短距离的同时实现有效避障。 展开更多
关键词 激光距离传感器 机器人避障 最小安全距离 避障控制 位姿状态
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真空泵用屏蔽电机无传感器残压重投控制策略
2
作者 安跃军 初佰慧 +4 位作者 安辉 陆艳君 邓文宇 齐丽君 李明 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期110-119,共10页
针对真空干泵机组故障、生产工艺需要等原因影响真空设备产线在线运行时间的问题,研究真空干泵用屏蔽式感应电机带速重投策略,寻求重投的有利时刻以保证带速重投的成功,对电机断电后的转速和定子失电残压特性展开研究。为此,根据屏蔽感... 针对真空干泵机组故障、生产工艺需要等原因影响真空设备产线在线运行时间的问题,研究真空干泵用屏蔽式感应电机带速重投策略,寻求重投的有利时刻以保证带速重投的成功,对电机断电后的转速和定子失电残压特性展开研究。为此,根据屏蔽感应电机空间向量模型,建立基于电压电流混合磁链观测的无速度传感器估算模型、推导电机断电期间的转速估算方法以及定子失电残压解析式。通过重点研究定子残压和虚拟重投电压间幅值特性和相角特性,确定控制系统的首次重投点和其次重投点。以4 kW真空干泵用屏蔽感应电机机组为例,通过模型仿真和失电残压实验验证了该控制方法在泵类工程中有较好的适用性和准确性,重投阶段的转速稳定时间为0.5 s以内,重投阶段的冲击电流平均减小59.18%。 展开更多
关键词 真空干泵 屏蔽电机 带速重投 定子失电残压 无速度传感器 失电残压实验
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基于聚焦激波的微结构非接触式激励方法研究
3
作者 佘东生 于震 田江平 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第4期41-44,共4页
为了解决MEMS微结构非接触式激励的问题,提出了一种基于聚焦激波的非接触式激励方法。该方法的基本原理是利用高压电容空气放电来产生激波,再通过半椭球腔体对激波进行聚焦,从而实现对微结构的非接触式激励。基于该方法搭建了微结构动... 为了解决MEMS微结构非接触式激励的问题,提出了一种基于聚焦激波的非接触式激励方法。该方法的基本原理是利用高压电容空气放电来产生激波,再通过半椭球腔体对激波进行聚焦,从而实现对微结构的非接触式激励。基于该方法搭建了微结构动态特性测试系统,并对矩形等截面和T型单晶硅微悬臂梁的动态特性进行了测试实验,获得了两种微悬臂梁的一阶有阻尼固有频率和阻尼比。实验结果表明:矩形等截面和T型单晶硅微悬臂梁一阶无阻尼固有频率分别为5 912 Hz和2 150 Hz。通过动态测试实验验证了基于聚焦激波非接触式激励方法在MEMS微结构激励上的有效性。 展开更多
关键词 聚焦激波 MEMS微结构 非接触式激励 动态特性测试
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压电陶瓷驱动的MEMS微结构底座激励方法研究
4
作者 佘东生 陈亚男 田江平 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第3期31-34,共4页
介绍了基于压电陶瓷底座激励方法的发展现状,总结了激励方法在具体实现方式上存在的问题。压电陶瓷在工作过程中会受到横向剪切力作用,导致压电陶瓷的损坏;弹性底座反复变形会导致微结构脱落。设计了一种由带有球冠状凹槽的上联接块和... 介绍了基于压电陶瓷底座激励方法的发展现状,总结了激励方法在具体实现方式上存在的问题。压电陶瓷在工作过程中会受到横向剪切力作用,导致压电陶瓷的损坏;弹性底座反复变形会导致微结构脱落。设计了一种由带有球冠状凹槽的上联接块和带有球冠状凸起的下联接块组成的点接触式可动底座结构,并设计了一种由圆柱安装体和三个安装臂组成的弹性底座,制作了基于压电陶瓷的底座激励装置,搭建了微结构动态特性测试系统,并对两种微结构的动态特性进行了测试实验,结果表明改进后的压电陶瓷底座激励装置可以有效的实现对微结构的激励。 展开更多
关键词 激励方法 压电陶瓷 底座结构 动态特性测试
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基于锁定放大技术的真空度检测系统
5
作者 谭金博 于占东 《现代电子技术》 北大核心 2024年第20期33-38,共6页
针对中低真空环境真空度测量精度低的问题,在定温电桥再平衡法的基础上,提出一种交流定温锁定放大真空度检测方法。定温电桥的失调电压信号经过前置放大、带通滤波后进入相敏检测环节,利用锁定放大技术对采集到的失调电压信号进行处理... 针对中低真空环境真空度测量精度低的问题,在定温电桥再平衡法的基础上,提出一种交流定温锁定放大真空度检测方法。定温电桥的失调电压信号经过前置放大、带通滤波后进入相敏检测环节,利用锁定放大技术对采集到的失调电压信号进行处理。该方法能够提高检测系统的信噪比,使失调电压的测量精度获得提升。电桥的定温控制在XC866单片机中实现,采用继电反馈临界比例度法完成控制参数的自整定。最后,搭建了交流定温锁定放大真空度测试实验平台,并对真空检测的数据进行处理和标定。实验结果表明,交流定温锁定放大真空检测系统在10-1~103Pa范围内,真空度测量误差不超过15%,验证了所设计方案的有效性和可行性。 展开更多
关键词 电阻真空计 真空度检测 锁定放大技术 交流定温电桥 XC866单片机 参数自整定
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真空干泵用屏蔽电机抗冲击持续带载能力评估与实验 被引量：4
6
作者 安跃军 陈嘉伟 +5 位作者 邓文宇 王光玉 孙宝玉 孔祥玲 齐丽君 李明 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期67-77,共11页
针对真空泵在实际工作过程中,电机出现冲击载荷情况下持续带载能力无法合理利用的问题,对真空泵用屏蔽电机抗冲击持续带载能力进行了定量计算和实验分析。以一台5kW的屏蔽电机为例,根据真空泵实际工作运行时的冷却条件,利用有限元分析法... 针对真空泵在实际工作过程中,电机出现冲击载荷情况下持续带载能力无法合理利用的问题,对真空泵用屏蔽电机抗冲击持续带载能力进行了定量计算和实验分析。以一台5kW的屏蔽电机为例,根据真空泵实际工作运行时的冷却条件,利用有限元分析法对25℃和33℃两种冷却水温下电机额定运行时的稳态温度场进行计算,确定电机的最热点位置及最热点温度的安全裕量。通过设置过载转矩模拟冲击载荷,在不考虑电机动态特性的情况下,与电机最大转矩比较确定电机没有失速风险后,对电机过载状态下瞬态温度场进行计算得到电机在不同过载倍数下最热点的温升曲线,结合绝缘限制来定量计算电机在突加负载后的持续带载能力。通过对样机进行测试实验,将得到的测试结果和仿真结果进行对比分析表明,电机在额定运行时带载能力有待进一步发掘,在合理负载率的冲击载荷下仍可以在其允许的时间内安全连续运行。该研究对电机实际运行时过载能力的充分应用以及冲击载荷过大时电机保护装置操作时间的更精确确定提供了科学依据。 展开更多
关键词 真空干泵 屏蔽电机 冲击负载 带载能力评估 过载实验
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底座自适应式压电陶瓷激振装置研究
7
作者 佘东生 洪以平 +1 位作者 陈亚男 田江平 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2022年第10期1623-1628,共6页
针对压电陶瓷底座激励装置中可动底座结构的实现方式和微结构的安装可靠性问题进行了研究,设计了一种由上联接块、钢球和下联接块组成的点接触式可动底座结构,以及一种带有L型支撑臂的弹性支承件,制作了基于压电陶瓷的底座激励装置,搭建... 针对压电陶瓷底座激励装置中可动底座结构的实现方式和微结构的安装可靠性问题进行了研究,设计了一种由上联接块、钢球和下联接块组成的点接触式可动底座结构,以及一种带有L型支撑臂的弹性支承件,制作了基于压电陶瓷的底座激励装置,搭建了MEMS微结构动态特性测试系统,对激励装置的激振性能进行了测试实验,也对3种典型微悬臂梁的动态特性进行了测试实验。研究结果表明:所设计的激励装置能够使底座结构进行自适应调节,微结构安装区域的变形量也被大幅降低了,激励带宽可达到90 kHz,具备良好的激振性能。 展开更多
关键词 激励装置 可动底座结构 动态特性测试 压电陶瓷
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基于温度和发射率场的涂层损伤检测方法 被引量：4
8
作者 楚春雨 张伟 +2 位作者 刘文皓 张宇峰 傅莉 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期723-729,共7页
在现代化国防和航空航天领域,目标表面涂覆具有热防护、电磁屏蔽、降低红外辐射等性能的材料,可有效保护目标,但其处于目标的表面,长期受到周围环境影响,易出现气泡、划痕、脱落等不同类型的损伤,造成涂层性能大幅度降低,无法有效保护... 在现代化国防和航空航天领域,目标表面涂覆具有热防护、电磁屏蔽、降低红外辐射等性能的材料,可有效保护目标,但其处于目标的表面,长期受到周围环境影响,易出现气泡、划痕、脱落等不同类型的损伤,造成涂层性能大幅度降低,无法有效保护目标。因此,需要定期对目标涂层进行检测和维护。通过研究涂层损伤与温度和发射率之间的关系,结合热辐射定律、比色测温技术、发射率测量方法,搭建一套红外热像仪的检测装置,提出一种基于涂层温度和发射率场的涂层损伤检测方法。将研制的检测装置应用于以铝为基底的氧化铝涂层,通过分析氧化铝的温度和发射率准确识别涂层内部和外部损伤,验证了基于温度和发射率场的涂层损伤检测方法的理论模型,以及检测装置的可行性与适用性。 展开更多
关键词 涂层损伤 红外热像仪检测装置 温度 发射率
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一种可切换工作模式的反激开关电源 被引量：7
9
作者 郜纳馨 于占东 +1 位作者 金鑫池 赵艳茹 《电子测量技术》 北大核心 2022年第14期29-35,共7页
反激变换器存在电感电流连续模式(CCM)和断续模式(DCM)两种工作状态。通常选取处于CCM与DCM的临界状态作为工作点,设计反激开关电源的补偿回路。该折衷方案虽能兼顾两种工作模式,但存在带宽较小、动态响应差的问题,且在轻载情况下尤为... 反激变换器存在电感电流连续模式(CCM)和断续模式(DCM)两种工作状态。通常选取处于CCM与DCM的临界状态作为工作点,设计反激开关电源的补偿回路。该折衷方案虽能兼顾两种工作模式,但存在带宽较小、动态响应差的问题,且在轻载情况下尤为突出。针对该问题设计了一种可切换工作模式的反激开关电源,对CCM和DCM模式分别设计环路补偿网络,通过变压器原边电流判断负载情况,进而切换补偿网络,实现电源工作模式的切换。设计了输出功率120 W的反激开关电源样机,进行仿真和样机性能测试,试验结果表明,电源不仅能根据负载情况切换工作模式,而且轻载时具有很好的动态响应,验证了该方案的有效性,与预期设计结果相符。 展开更多
关键词 反激变换器 连续模式 断续模式 模式切换
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Y_(2)O_(3)添加量对Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)共晶陶瓷显微组织及力学性能的影响
10
作者 付连生 付莹 +3 位作者 张瑞祥 马征 于占东 陈国清 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期87-96,共10页
为探索第三组元Y_(2)O_(3)添加对Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)共晶陶瓷显微组织与机械性能的影响,本文利用低温度梯度的高温熔凝法制备了直径为20 mm的Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))共晶陶瓷块体,采用SEM、EDS及XRD技术对共晶陶瓷进行微结构... 为探索第三组元Y_(2)O_(3)添加对Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)共晶陶瓷显微组织与机械性能的影响,本文利用低温度梯度的高温熔凝法制备了直径为20 mm的Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)(Y_(2)O_(3))共晶陶瓷块体,采用SEM、EDS及XRD技术对共晶陶瓷进行微结构分析,并利用维氏压痕法对其硬度和断裂韧性进行测试。SEM结果表明,凝固组织由群集的共晶团结构组成,随着Y_(2)O_(3)添加量的增加,共晶团形态由胞状转变为枝晶状,内部相间距在1~2μm范围内变化。力学测试表明,Y_(2)O_(3)摩尔分数小于1.1%时,由于组织内部存在低硬度m-ZrO_(2)及微裂纹缺陷,故陶瓷硬度较低,约为(9.53±0.22)GPa;当Y_(2)O_(3)摩尔分数为1.1%时,陶瓷硬度最大,约为(18.05±0.27)GPa;当Y_(2)O_(3)的摩尔分数大于1.1%时,由于共晶团边界区内气孔缺陷及粗大组织增多,引起陶瓷硬度值略有下降。低Y_(2)O_(3)摩尔分数添加时,陶瓷断裂韧性相对较高,约为(6.30±0.16)MPa·m^(1/2),这与其内部存在大量微裂纹缺陷有关;随着Y_(2)O_(3)添加量的增加,陶瓷的微裂纹数量减少、边界区内缺陷增多,断裂韧性降低。 展开更多
关键词 共晶陶瓷 力学性能 Al_(2)O_(3)/ZrO_(2)(Y_(2)O_(3)) 微观组织
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